r
b
.
m
o
CONFORTO TÉRMICO
c
.
a
s
e
r
NAS EDIFICAÇÕES
p
m
e
a
u
s
e
Sistemasizde Ar Condicionado
m
i
t
X
o
.
w
w
Gestão
Energética
w
Ronaldo D. Monteiro
Junho/2012
OBJETIVO

s
e
pr
r
b
.
m
o
c
a.
Fornecer parâmetros qualitativos para
gestão de sistemas de ar condicionado
(HVAC) com foco na “Eficientização
m
e
a
u
s
e
z
i
Energética
das
Instalações”.
m
i
t
o
.
w
w
w
2
DEFINIÇÃO
Condicionamento de Ar
r
b
.
m
o
c
.
a
Processo que objetiva controlar simultaneamente:
s
e
r
– temperatura
p
m
– umidade
e
a
– movimentação
u
s
e
– renovação iez
m
– qualidade
do ar de um recinto (ambiente)
i
t
o
.
w
w
Em
certas aplicações, controla também o nível de
wpressão
interna do ambiente em relação aos
ambientes vizinhos
3
TÓPICOS ABORDADOS

Determinação do Tipo de Instalação:
–
–
–
–
–
–
–
–
o
c
a.
Desenho / Lay-Out do Recinto
Carga Térmica de Resfriamento / Aquecimento
Tipos de Instalação
Nível de Ruído
Qualidade do Ar
Conforto Térmico
Acabamento
Escolha do Equipamento e Tipo de Instalação
w
w
w
s
e
pr
r
b
.
m
m
e
a
u
s
i
t
.o
e
z
i
m
4
TÓPICOS ABORDADOS (cont.)

Soluções para
“Sustentáveis”
–
–
–
–
Instalações
s
e
pr
de
r
b
HVAC
.
m
o
c
a.
Minimização da Carga Térmica
Eficiência Energética dos Equipamentos
Conservação de Energia / Automação e Controle
Equiptos. “Ecológicos”
m
e
a
u
s
e
z
i
m
i
t
 Operação
e Manutenção do Sistema
o
.
w
w
w Bibliografia Recomendada
5
DETERM. TIPO DE INSTALAÇÃO

Desenho / Lay-Out do Recinto:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
o
c
a.
lay-out
materiais construtivos
posição do NORTE
temperaturas em recintos “vizinhos”
temperatura e umidade desejada
atividade e nº de pessoas
portas abertas para outros recintos
potência de iluminação
potência de equipamentos
local para instalação do condicionador de ar
energia elétrica (ou outra fonte disponível)
ponto de drenagem de água
ponto de abastecimento de sistema central (se houver)
local para captação de ar exterior
w
w
w
r
b
.
m
s
e
pr
m
e
a
u
s
i
t
.o
e
z
i
m
6
DETERM. TIPO DE INSTALAÇÃO

–
–
–
–
–
–
–
w
o
c
a.
condições de temperatura e umidade (internas e externas)
penetração de calor por condução
penetração de calor por insolação
ocupação (pessoas)
iluminação
equipamentos eletro-eletrônicos
infiltração e/ou renovação de ar
w
w

r
b
.
m
Carga Térmica de Resfriamento / Aquecimento:
s
e
pr
m
e
a
u
s
i
t
.o
e
z
i
m
Tipos de Instalação:
– sem rede de distribuição de ar
– com rede de distribuição de ar
7
Instalações Sem Rede de Distribuição de Ar
s
e
pr
w
w
w
m
e
a
u
s
r
b
.
m
o
c
a.
i
t
.o
e
z
i
m
Condicionador Compacto
(de janela)
Condicionador Portátil
8
Instalações Sem Rede de Distribuição de Ar (cont.)
r
b
.
m
Mini-Splits
s
e
pr
m
e
a
u
s
e
z
i
m
Teto ou Piso
Teto (forro)
Embutir
Hi-wall (parede)
w
w
w
o
c
a.
i
t
.o
9
Instalações Sem Rede de Distribuição de Ar (cont.)
s
e
pr
w
w
w
m
e
a
u
s
r
b
.
m
o
c
a.
i
t
.o
e
z
i
m
10
Instalações Sem Rede de Distribuição de Ar (cont.)
s
e
pr
w
w
w
m
e
a
u
s
r
b
.
m
o
c
a.
i
t
.o
e
z
i
m
11
Instalações Sem Rede de Distribuição de Ar (cont.)
s
e
pr
w
w
w
m
e
a
u
s
r
b
.
m
o
c
a.
i
t
.o
e
z
i
m
12
Instalações Sem Rede de Distribuição de Ar (cont.)
s
e
pr
w
w
w
m
e
a
u
s
r
b
.
m
o
c
a.
i
t
.o
e
z
i
m
13
Instalações Com Rede de Distribuição de Ar
r
b
.
m
Self-Contained
s
e
pr
w
w
w
m
e
a
u
s
i
t
.o
e
z
i
m
o
c
a.
Condensação a Ar
Remoto
Condensação a Água
Condensação a Ar
Incorporado
14
Instalações Com Rede de Distribuição de Ar (cont.)
s
e
pr
w
o
c
a.
Splits para Duto
e
z
i
m
Rooftop
w
w
m
e
a
u
s
r
b
.
m
i
t
.o
Fan&Coil
15
Instalações Com Rede de Distribuição de Ar (cont.)
r
b
.
m
o
c
a.
Casas de Máquinas com
Condicionadores do tipo
Fan&Coil
s
e
pr
w
w
w
m
e
a
u
s
i
t
.o
e
z
i
m
16
Instalações Com Rede de Distribuição de Ar (cont.)
r
b
.
m
Condicionador do tipo Fan&Coil no Ambiente (Recinto)
s
e
pr
w
w
w
m
e
a
u
s
o
c
a.
i
t
.o
e
z
i
m
17
Instalações Com Rede de Distribuição de Ar (cont.)
s
e
pr
w
w
w
m
e
a
u
s
r
b
.
m
o
c
a.
i
t
.o
e
z
i
m
18
Instalações Com Rede de Distribuição de Ar (cont.)
s
e
pr
w
w
w
m
e
a
u
s
r
b
.
m
o
c
a.
i
t
.o
e
z
i
m
19
Instalações Com Rede de Distribuição de Ar (cont.)
s
e
pr
w
w
w
m
e
a
u
s
r
b
.
m
o
c
a.
i
t
.o
e
z
i
m
20
Instalações Complementares
s
e
pr
r
b
.
m
o
c
a.
Central de Geração de Agua
Gelada
w
w
w
m
e
a
u
s
i
t
.o
e
z
i
m
21
Instalações Complementares (cont.)
r
b
.
m
o
c
a.
Torres de Resfriamento
s
e
pr
w
w
w
m
e
a
u
s
i
t
.o
e
z
i
m
22
Conceito de Funcionamento
Condicionador de Ar Tipo
Fan&Coil (Climatizador
w
w
w
m
e
a
u
s
s
e
pr
r
b
.
m
o
c
a.
i
t
.o
e
z
i
m
23
Conceito de Funcionamento
(cont.)
r
b
.
m
Distribuição de Ar - Difusores
s
e
pr
w
w
w
m
e
a
u
s
o
c
a.
i
t
.o
e
z
i
m
24
DETERM. TIPO DE INSTALAÇÃO

Nível de Ruído
r
b
.
m
o
c
a.
– Deseja-se um baixo nível de ruído para as instalações,
porém projetos com menor ruído implicam em maior custo.
s
e
pr
– A melhor solução é de se projetar o sistema verificando o
máximo nível de ruído permitido, determinado a partir do
tipo de ocupação do recinto (ex.: escritórios, dormitórios).
m
e
a
u
s
e
z
Qualidade doi Ar:
m
i
t
o
– Remoção
de impurezas do ar interno e externo (filtragem)
.
w
w – Renovação de ar externo adequada

w
Equipamentos “standard” possuem filtragem somente para
poeira grossa e insetos.
25
DETERM. TIPO DE INSTALAÇÃO

Conforto Térmico
r
b
.
m
o
c
a.
– Variação de temperatura e umidade admitida
menor variação  maior custo
s
e
r
p
– Velocidade e distribuição do ar em circulação no recinto
m
e
menor velocidade ou
variação  maior custo
a
u
s
e
z
i
m
i
t
Acabamento:
o
.
w
– Diversas marcas e modelos de equipamentos
w
w – Difusores e grelhas de diversos formatos e cores

– Dutos retangulares, redondos ou ovais
– Revestimento em isolamentos térmicos
26
DETERM. TIPO DE INSTALAÇÃO

r
b
.
m
Escolha do Equipamento e Tipo de Instalação
o
c
a.
– Mais completa ou complexa  maior custo de instalação
s
e
pr
– Maior eficiência energética  maior custo de instalação
 menor custo operacional
w
m
e
a
– Conciliar CUSTO X BENEFÍCIO
das alternativas:
u
s
e
z
i
m
A melhor
solução é aquela obtida a partir do estudo
i
t
o
.
técnico-econômico
das possíveis soluções de
w
w climatização com as alternativas de projeto de
arquitetura, de materiais construtivos e respectivos
impactos ambientais e custos operacionais ao
longo da vida útil da edificação.
27
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS
r
b
.
m
o
c
.
O 1º passo para uma “solução sustentável”
de um
a
s
sistema HVAC é a interação entre
o projeto de
e
r
p buscando-se a
climatização e o projeto da m
edificação,
e
otimização do “tamanho”
e do custo operacional do
a
u
sistema HVAC. es
z
i
m
i
t
o
.
w
Destaca-se
a seguir os itens mais relevantes.
w
w
28
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS

Minimização da Carga Térmica
s
e
pr
r
b
.
m
o
c
a.
– Materiais construtivos mais adequados para as paredes,
janelas e tetos/telhados (menor condutibilidade térmica e/ou uso de
m
e
a
u
– Evitar luz solar direta
nas janelas/ambientes climatizados
s
e
z
i
m
i
– Iluminação
de alta eficiência e/ou natural
t
o
.
w
w – Redução da infiltração de ar externo
isolamentos térmicos);
– Cores claras ou reflexivas (menor absorção de calor);
(uso de brise-soleil, vidros e/ou películas de controle solar);
(indireta e/ou com
w
redução da penetração de raios UV);
(melhor vedação das portas
e janelas, uso de portas automáticas, entre outros);
– Vegetação/gramado no entorno das edificações (redução da
absorção e reflexão dos raios solares).
29
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS
s
e
pr
w
w
w
m
e
a
u
s
r
b
.
m
o
c
a.
i
t
.o
e
z
i
m
30
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS

Eficiência Energética dos Equipamentos
s
e
pr
r
b
.
m
o
c
a.
– Seleção de equipamentos com melhor performance
energética (menor consumo de energia para uma mesma capacidade
m
e
a
u
s
térmica – comparativo no slide a seguir);
– Evitar grandes distâncias entre os condicionadores de ar e
os ambientes climatizados (menor consumo de energia para
e
z
i
– Quandom
da utilização de sistemas com condensação a água
i
t
prever aproveitamento de água pluvial
o
.
como fonte de reposição
w
w
circulação do ar);
(torres de resfriamento),
w
(Equiptos. de alta eficiência também
reduzem o consumo de água nas torres);
– Utilização de motores elétricos de alta eficiência para os
equiptos. (ventiladores, bombas e condicionadores).
31
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS
Equipto. Convencional
1,1
i
im
t
o
.
w
w
w
s
e
pr
Ap. Janela
& Split
(Ar)
1,4
1,2
m
e
a
1,1
u
s
ze
Self
Contained
(Ar)
o
c
a.
Equipto. Alta Eficiência
1,4
1,3
1,0
Self
Contained
(Água)*
1,2
Chiller +
Fan&Coil
(Ar)**
r
b
.
m
(0,5)
-36%
Consumo em kW/TR
1,1
0,9
Chiller +
Fan&Coil
(Água)***
*
Incluso consumo das bombas de circulação de água e ventiladores das torres de resfriamento
** Bombas de circulação de água gelada
*** Bombas e ventiladores das torres de resfriamento + bombas de água gelada
32
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS

r
b
.
m
Conservação de Energia / Automação e Controle
o
c
a.
Os sistemas de HVAC são dimensionados para atender os picos
de carga térmica das edificações, ou seja: dias mais quentes
(ou mais frios), máxima dissipação de calor dos equiptos.
alocados no interior dos recintos e máxima ocupação.
s
e
pr
w
m
e
a
Dessa forma, verifica-se
que em boa parte do período de
u
s
operação do sistema
de ar condicionado, os equiptos.
e
z
poderiam m
ser idesligados e/ou ter sua capacidade reduzida
i
t
momentaneamente,
de forma a se otimizar o consumo de
o
.
insumos
nos períodos de menor demanda.
w
w
A seguir, descreve-se algumas soluções e/ou tecnologias que
possibilitam essa redução momentânea.
33
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS

r
b
.
m
Conservação de Energia / Automação e Controle
o
c
a.
– Variadores de freqüência nas bombas de circulação de água
gelada e válvulas de controle de 2 vias nos condicionadores
de ar (Fan&Coils);
s
e
pr
m
e
a
u
s
– Instalações modulares, com possibilidade de desligamento
de conjuntos de equiptos. (chillers, bombas e torres) em
momentos de menor demanda;
– Setorização dos ambientes (01 condicionador por área contígua,
com atendimento somente das áreas/setores em que houver ocupação);
w
w
w
i
t
.o
e
z
i
m
– Chillers com recuperador de calor (heat recovery) quando da
necessidade de geração de água quente (uso no próprio sistema
de ar condicionado ou para uso em outros processos: banho, cozinhas,
lavanderias, etc.);
34
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS

r
b
.
m
Conservação de Energia / Automação e Controle
o
c
a.
– Sistema de controle e distribuição do ar nos ambientes tipo
VAV (volume de ar variável – controle de temperatura por vazão de ar);
s
e
r
p
– Controle automático de renovação de ar externo
m
e
a
u
s
e
– Sistema “entálpico”
para utilização do ar externo para
z
i
m
resfriamento,
quando viável
i
t
o
.
w
w
(injeção de
ar para renovação conforme necessidade, com base na concentração de
CO2 medida “on-line” ambientes e/ou na pressurização mínima requerida);
w
(aumento da injeção de ar externo
para minimizar a necessidade de água gelada no condicionador – período
de inverno);
– Sistema de automação com foco na eficiência energética
(operação automática do sistema – Ex.: desligamento de equiptos.,
redução momentânea de capacidade, controle da iluminação
natural/artificial, etc.).
35
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS
r
b
.
m
FLUXOGRAMA BÁSICO – SISTEMA MODULAR
s
e
pr
w
w
w
m
e
a
u
s
o
c
a.
i
t
.o
e
z
i
m
36
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS
r
b
.
m
FLUXOGRAMA BÁSICO – CHILLER COM RECUPERADOR DE CALOR
s
e
pr
w
w
w
m
e
a
u
s
o
c
a.
i
t
.o
e
z
i
m
37
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS
r
b
.
m
SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE AR TIPO VAV
s
e
pr
w
w
w
i
t
.o
e
z
i
m
m
e
a
u
s
o
c
a.
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS
r
b
.
m
SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE AR TIPO VAV
s
e
pr
w
w
w
i
t
.o
e
z
i
m
m
e
a
u
s
o
c
a.
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS
SISTEMA VAV COM CONTROLE DE CO2
s
e
pr
w
w
w
i
t
.o
e
z
i
m
m
e
a
u
s
o
c
a.
r
b
.
m
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS
SISTEMA VAV COM AQUECIMENTO E CONTROLE DE CO2
s
e
pr
w
w
w
i
t
.o
e
z
i
m
m
e
a
u
s
o
c
a.
r
b
.
m
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS
CONTROLE AUTOMÁTICO DA TEMPERATURA DO AR DE
INSUFLAMENTO EM MOMENTOS DE MENOR DEMANDA
s
e
pr
w
w
w
i
t
.o
e
z
i
m
m
e
a
u
s
o
c
a.
r
b
.
m
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS
r
b
.
m
PROGRAMAÇÃO HORÁRIA
s
e
pr
w
w
w
i
t
.o
e
z
i
m
m
e
a
u
s
o
c
a.
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS

Equiptos. “Ecológicos”
r
b
.
m
o
c
a.
Além de podemos considerar os equiptos. de alta eficiência
como sendo ecológicos, também se enquadra nesta categoria
os equiptos. que se utilizam de gases refrigerantes que,
quando lançados na atmosfera, não agridem a camada de
ozônio (não possuem de cloro em sua composição).
s
e
pr
m
e
a
u
Dentre os gases refrigerante
utilizados, destacam-se:
s
e
z
i
R134A m
TETRAFLUOROMETANO
i
t
o
R407C
R32+R125+R134A
.
w
w R410A R32+R125
w
44
LEGISLAÇÃO E NORMAS

r
b
.
m
Atendimento à Legislação e/ou Normas Técnicas

ABNT
s
e
pr
o
c
a.
NBR 16401/2008 Instal. Ar condicionado – Sist. Centrais e Unitários

m
e
a
u
s
Ministério da Saúde / ANVISA
Regulamento Técnico: “Qualidade do Ar Interior
Climatizados” - Portaria Nº 3.523 de 28/08/1998
em
Ambientes
e
z
i
m
- PMOC (Plano de Manutenção, Operação e Controle)
i
t
.o
Padrões Referenciais de Qualidade do Ar Interior em Ambientes Climatizados
Artificialmente de Uso Público e Coletivo - Resolução 9 de 16/01/2003
w
w
w
- Periodicidades mínimas p/ limpeza dos equiptos./acessórios dos sistemas
- Análises semestrais da qualidade do ar e respectivas ações corretivas

Ministério do Trabalho
NR 17 - Ergonomia (17.5. Condições ambientais de Trabalho)
NR 9 – Programa de Prevenção de Riscos Ambientais
45
OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO

r
b
.
m
Operação
o
c
a.
– Manual:
botões no próprio equipamento
quadro elétrico no recinto
controle remoto (com ou sem fio)
– Automatizada:
m
e
a
u
s
s
e
pr
CLPs/IHMs e/ou sistemas supervisórios
(ideal para garantir performance energética)

e
z
i
m
Manutenção
i
t
.o
– Acesso facilitado (redução do custo)
w
– Manutenção preventiva é primordial para garantir:
w
w




funcionamento adequado
qualidade do ar (saúde ocupacional/legislação)
vida útil da instalação
eficiência energética
46
OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO

r
b
.
m
Manutenção Focada na Eficientização Energética
o
c
.
na obtenção de resultados operacionais
desejados
a
, ficandore
emssegundo plano a
p
avaliação da performance energética
dos sistemas.
m
e
 Quando se efetuaua
esta avaliação e consequente
s
implementação e
de um plano de manutenção que garanta a
z
i
operaçãom
dos
equipamentos próximo às condições ideais de
i
t
performance
energética, pode-se promover uma redução
o
.
de até 10% no consumo de energia elétrica
w
w
, sem comprometimento algum
w
 Via de regra, a manutenção está focada na disponibilidade e
(ex.: temperatura e umidade)
(ou outra
eventual fonte de energia utilizada)
dos resultados operacionais.
47
OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO

r
b
.
m
Manutenção Focada na Eficientização Energética
o
c
a.
 São inúmeros os itens e/ou parâmetros a serem observados e
eventualmente adequados.
Dentre eles destacam-se:
- carga de gás refrigerante nos equipamentos;
- temperatura e vazão de água ou ar nos trocadores de
calor;
- periodicidade de limpeza dos trocadores de calor;
- taxa de renovação de ar externo nos ambientes;
- gradientes de temperatura e umidade adotados;
- performance dos compressores de refrigeração, bombas e
ventiladores;
- funcionamento da automação e controle.
w
w
w
m
e
a
u
s
s
e
pr
i
t
.o
e
z
i
m
48
OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO
r
b
.
m
o
c
a.
s
e
A falta de manutenção preventiva na instalação
e/ou a escolha
r
p
de uma instalação inadequada ao
tipo de ocupação, são os
m
e
principais motivos para a expressão:
a
u
s
e
z
i
m
i
“ NÃO
GOSTO DE AR CONDICIONADO!
t
o
.
FAZ MAL À MINHA SAÚDE “
w
w
w
49
BIBLIOGRAFIA
Instalações de Ar Condicionado
o
c
a.
Autor: Eng. Hélio Creder
Editora: Livros Técnicos e Científicos Editora Ltda.
s
e
pr
r
b
.
m
Instalações de Ar condicionado - Sistemas centrais e unitários
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ASHRAE Guide and Data
Book
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Sites .
de
fabricantes de equipamentos e componentes:
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ABNT-NBR 16401/2008
(Antiga NBR 6401/80)
American Society of
Conditioning Engineers.
www.trane.com.br
www.hitachisa.com.br
www.springer.com.br
www.johnsoncontrols.com.br
Heating,
Refrigerating
and
Air
www.multivac.com.br
www.troxbrasil.com.br
www.abrava.com.br
entre outros
50
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OBRIGADO!
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Ronaldo D. Monteiro
[email protected]
www.otimizesuaempresa.com.br
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